浅析数字矿山和矿山信息化建设的现状与发展对策

＊宋光顺

（霍州煤电汾源煤业公司 山西 035100）

近些年来，随着我国社会经济的不断发展，各行业在发展过程中都需要引进先进的管理理念与生产方式，在矿山行业中，现有的生产经营理念和管理制度逐渐无法为矿山开采工作提供准确数据信息，因此，在矿山发展的过程中，要加强对先进技术的研究与整合，使其可以满足不断变化的市场需求，在激烈的市场竞争中取得更高的经济效益。

1.数字矿山

计算机技术为主要的管理制度，进而由数字化、信息化、虚拟化与智能集成化模块构建出的一体化系统就是数字矿山。该系统在建立过程中需要以实际矿山情况来作为模型，对其他坐标特征进行参考。信息技术、智能技术与相关理论知识作为基础来进行构建，同时，将网络技术和高新矿山观测技术作为主要基础。实现不同空间层次中各类模型的集成，进而通过模拟仿真技术与多媒体技术来对其进行多维度叙述，将多元化、多种类的数据通过高分辨率结合，形成空间化、智能化与数字化的科技系统。因为系统之中包含着较多的多元化特征，所以通过数字矿山所呈现的是信息化虚拟矿山，将矿山通过数字和信息形式进行呈现，对矿山地下的工作过程中进行信息化与数据化处理，通过计算机网络来进行集中化的管理与操控。

2.数字矿山现阶段技术进展

在自动化的采矿领域，很多发达国家在经过长期的努力后都取得了良好的成果。例如加拿大在20世纪90年代初期，就加强了对远程遥控采矿技术方面的研究，想要进一步提高采矿作业的自动化水平。对当前存在的先进技术进行有效利用，主要包括定位技术、通讯技术与远程控制技术等，对井下采矿设备与采矿系统进行有效的操纵，遥控采矿工艺主要包括自动化凿岩、自动化的装药、自动化爆破、自动化运输、自动化支护等。

在地面进行遥控自动化凿岩方面，对掘进工作面凿岩与深孔采矿凿岩都实现了自动化，并且在实际的矿山生产过程中得到了有效的应用，可以对掘进工作面中循环炮孔与深孔采矿工作面中的扇形炮孔进行凿岩。凿岩作业的精度也得到了大幅度的提高，应用到的操作人员数量也大量减少。而其存在的不足之处在于，设备进行移动的过程中，仍旧需要人工干预，在进行深孔凿岩的过程中，产生的大量岩粉也要排放到设备后方，以便运走。当前，加拿大国际镍公司通过可以在地下对定位数据进行获取的装置，实现了钻机的自动行驶，使其可以在巷道内自动开展开凿作业。自动化的装药与爆破当前还有待进一步的实现，加拿大采矿自动计划所预定研发的电子雷管与起爆系统、炸药系统，都可以根据凿岩过程中岩石性质的不同来对不同炮孔进行各密度炸药的装填。该项目在实际实施的过程中遇到了很多问题，但相应的研究工作一直在持续开展。自动化支护现阶段还处于孕育阶段，支护工作虽然具备着较大的危险性，但关于支护作业方面的自动化信息较少。美国研制了一种自动化的喷射衬砌设备，而芬兰的智能矿山计划也提出了喷射混凝土自动化作业方面的构想，但缺乏实质性的报道。当前对于地下矿山的无线电通信系统已经开发完成，其主要包括主干网络、泄漏同轴电缆与无线电传送器所组成，是具备着极高先进性的计算机移动网络，现阶段在一些矿山中已经进行了安装与使用。现阶段，在矿井的通讯方面，除了应用宽带网络外，如何对矿山各类环境的指标、作业参数、人员信息与设备工况等进行准确实时的采集和传输，并通过多媒体形式来实现地面与井下之间的双向传输，已经成为了现阶段亟待解决的问题。以GPS技术来对地面进行快速定位和自动导航方面已经逐渐完善，但在地下矿井，卫星信号无法有效的到达，因此只能应用传统陀螺定向，无法满足当前矿山工程对于作业速度与精度方面的需求，缺乏可以在地下进行快速定位的技术和仪器。

3.数字矿山建设现状分析

近些年来，随着我国矿山经济的不断发展，矿山企业在发展过程中对于信息化产品的需求量逐渐增加。在20世纪90年代，我国矿山经济发展还不景气，很多矿山企业在很长时间内都无法对矿业产品进行有效的研发。而导致该种现象出现的原因除了经济方面外，还包括矿山行业人才的匮乏，矿山行业由于行业特征很难留住高专业水平的开发人才与管理人才。随着矿山经济的迅速繁荣与采矿工业的快速发展，矿山领域对于信息化产品的需求逐渐增加，我国对于矿山软件的研发能力还较为落后，且矿山行业的人才流失现象较为严重，IT方面的技术力量也较为不足，很难保证系统得到有效的运行。

（1）机电一体化普遍应用。现阶段，我国矿山的机电一体化逐渐实现了信息交流，在实际的生产过程中也受到了广泛的应用，其中牵引电车与直流矿井应用的提升机都在现代化技术的支持下成为了我国矿山开采市场中的主力。

（2）监测系统推广应用。矿产在生产过程中，利益和产出是紧密相关的，在实际的生成环节，生产安全性是至关重要的，因此必须要加强对生产安全性的保证。现阶段，我国制造出了安全生产方面的监测系统，该系统在应用过程中可以针对事故与隐患进行有效的监测和预判，该项技术当前在我国得到了广泛的应用。

（3）系统从单向转为集成化。通过相关数据表明，当前我国实现全面化信息管理的矿山企业数量为零，在进行了高投入之后，对信息化管理系统进行开发与建设方面仍旧差强人意，在一定程度上阻碍了矿山企业的发展。除此之外，重视投入轻视管理的模式不利于信息化管理系统的顺利构建；重视硬件轻视软件的模式也无法促进矿山的信息化建设，现阶段，矿山企业所具备的特征主要为以下几点：①当前矿山企业中信息化建设方面的骨干人员较为匮乏，信息化建设水平也就难以提高；②矿山企业与内部信息化发展的步调不统一，存在着较多单项投入的情况，也没有实现全面性的信息管理，发展过程中缺乏集成化建设理念，导致各企业间的发展差距不断增大；③信息孤岛的问题对矿山行业实现整体的信息化管理产生了严重的制约；④相关软件方面的开发与矿山集成化系统的需求之间不匹配，软件开发的力量也较为薄弱，无法满足现阶段的矿山需求。

4.数字矿山建设中存在的问题

现阶段，我国在数字矿山的建设方面取得了优异的成绩，但我国对于数字矿山技术方面，还处于不断发展的阶段，相较于国外的矿山企业主要存在着以下问题。

（1）建设基础较为薄弱。根据相关统计表明，大部分的煤矿企业（约73.5%）还在基础建设阶段，一小部分的企业（25.5%）正处于业务整合与系统整合的阶段，其中只有1%煤矿企业正处于成熟应用的阶段。

（2）缺乏整体规划。现阶段，我国矿山企业决策者与相关技术人员对于数字矿山的建设有着一定程度上的认识，但在进行实际操作时，还是会存在着一定的问题，例如缺乏全局部署的情况，这就导致矿山在进行信息化建设的过程中具备着较高的盲目性，无法取得预期效果，在此基础上，矿山的决策者对于信息化建设方面的资金投入也就没有了足够的重视程度。当前，神华集团对数字矿山进行了整体的规划，但对数字矿山的建设本身与基础建设、技术改革等方面并没有进行明确的划分，使其混为一谈，导致了数字矿山在进行建设时的投资量过大。

5.发展对策分析

中国的煤炭工业协会曾经指出要大力提高煤炭企业所具备的信息化水平，进一步推进煤矿企业信息化与工业化的深度融合，实现矿山行业的可持续发展。因此，结合国内外数字矿山的发展情况提出以下对策。

（1）加大对矿山的整合力度。加强对矿山整合的力度，对矿山资源实现规模化的开采，只有这样才能将数字矿山建设中的优势资源进行集中，实现规模化建设，对资源进行高效化的利用。

（2）对数字矿山建设位置进行明确。矿山的信息化建设落脚点要放在矿井级，而不是公司级，为矿井的安全生产与安全调度提供保障，实现信息间的有效联通，为公司与集团间接的提供相应的数据支持，避免出现概念性的放大。

（3）重视职责定位与分工。数字矿山的建设规模较大、复杂程度较高、设计范围也较广，因此，注重对职责的定位与分工是至关重要的，避免出现职责不清的情况，对于单位工作的积极性与参与度要进行有效的调动。

（4）加强对人才的培养。数字矿山建设对于专业化人才有着极大的需求，但当前煤矿行业中业务与信息技术都了解的复合型人才较为匮乏，除此之外，煤矿行业的工作具备着一定的特殊性，导致矿业系统院校毕业的学生都不愿投身到生产一线工作。因此，必须要立足现存的人才资源，采取定向培养的方式来培养专业化的人才队伍。

6.结束语

综上所述，随着科技水平的不断提高与社会经济的不断发展，数字矿山在发展过程中必然会经历信息化改革，这对于矿业发展有着重要意义。对应用型人才进行培养是实现技术发展的重要措施，高效率采矿工程与绿色采矿环境都需要专业化的科学研究人员来进行实现，矿山信息化的建设和发展也要依赖人才和质量来实现。